Introduction
Nous avons récemment consacré un article au comportement de six jeux en matière de stockage. On y apprend plusieurs choses, à commencer par le fait que la plupart des gens ne mettent pas vraiment leur unité de stockage sous pression au quotidien et que, dans l’ensemble, la profondeur de file est si faible chez la plupart d’entre nous que les SSD n’ont aucun problème à gérer les requêtes d’E/S émises par les applications. Lors du transcodage d’un film (qui tire sur le processeur) ou d’une partie de Battlefield 3 (qui a plus tendance à faire appel à la carte graphique), les SSD affichent en règle générale des performances relativement semblables quel que soit le modèle.
Il nous reste toutefois un scénario d’utilisation à passer en revue pour être complets : les applications de divertissement et de création de contenu. L’utilisateur lambda ne regarde peut-être pas un film tous les jours, mais les applications telles que Hulu, iTunes ou Photoshop sont extrêmement courantes, sans même parler des innombrables cinéphiles nomades qui convertissent des vidéos afin de les regarder sur leur portable ou leur tablette, des amateurs qui font leurs vidéos personnelles de véritables œuvres d’art ou encore des gamers qui enregistrent leurs parties pour les publier sur YouTube.
En pratique, très rares sont les particuliers qui peuvent se permettre de stocker tous leurs fichiers multimédia sur un SSD : le prix au gigaoctet de ces supports est bien trop élevé pour cela. Mais les créateurs de vidéos les utilisent comme disques de travail et les joueurs, pour enregistrer leurs parties sous Fraps, car le résultat est bien plus fluide qu’avec un disque dur. Toutes les tâches orientées multimédia impliquent le déplacement d’une grande quantité de données… ce qui est justement l’un des domaines dans lesquels les SSD excellent particulièrement.
Après les jeux, qui ne démontrent les atouts des SSD que dans certains cas particuliers, nous passons donc à un scénario dont le bon sens nous dit qu’il devrait faire la part belle aux performances en lecture/écriture séquentielle. C’est ce que nous allons voir en examinant au microscope une série de scénarios extrêmement courants.
Configuration de test et benchmarks
| Configuration de test | |
|---|---|
| Processeur | Intel Core i5-2500K (Sandy Bridge) 32 nm, 3,3 GHz, LGA 1155, 6 Mo de cache L3, Turbo Boost activé |
| Carte-mère | ASRock Z68 Extreme4, BIOS v1.4 |
| Mémoire | 8 Go (2 x 4 Go) de DDR3-1333 Kingston HyperX @ DDR3-1333, 1,5 V |
| Volume système | OCZ Vertex 3 240 Go SATA 6 Gbit/s, firmware : 2.15 |
| Carte graphique | Palit GeForce GTX 460 1 Go |
| Cartes d’acquisition vidéo | Black Magic Intensity Pro Hauppauge Colossus |
| Alimentation | Seasonic 760 watts, 80 PLUS |
| OS et pilotes | |
| OS | Windows 7 Édition Intégrale 64 bits |
| DirectX | DirectX 11 |
| Pilotes | Carte graphique : Nvidia 285.62 RST : 10.6.0.1002 Virtu : 1.1.101 |
| Benchmarks | |
|---|---|
| Intel IPEAK | v5.2 |
| Jeux | |
| Battlefield 3 | 1680×1050, Ultra |
| Logiciels | |
| MediaEspresso | v6.5 Réglage « Quality » |
| Logiciels d’acquisition vidéo | WinTV v7.2 Blackmagic Media Express v.1.2 1080i |
| Adobe Photoshop CS5 | Paramètres par défaut |
| Lecteur Windows Media 12 | Paramètres par défaut |
| Fraps | v3.4.7, 30 images/s, plein écran |
Acquisition vidéo
| Statistiques | Acquisition vidéo |
|---|---|
| Temps écoulé | 10:35 |
| Opérations de lecture | 330 |
| Opérations d’écriture | 7043 |
| Volume de données lu | 8,56 Mo |
| Volume de données écrit | 487,85 Mo |
| Temps d’occupation du lecteur | 1,88 s |
| Débit moyen | 262,65 Mo/s |
Beaucoup de gens utilisent encore une carte d’acquisition pour transférer les vidéos de leur caméra ou pour enregistrer la télévision sur leur ordinateur. Elles servent également aux joueurs console qui souhaitent garder une trace de leurs exploits.
Notre analyse se base sur la tâche de travail susceptible de se présenter lors de l’utilisation d’une carte d’acquisition récente telle que la Black Magic Intensity Pro ou la Hauppauge Colossus (deux modèles dont nous disposons en laboratoire).
On pourrait légitimement penser que l’écriture d’un flux vidéo sur un support de stockage se fait de manière séquentielle, mais ce n’est en réalité pas le cas. La carte qu’acquisition doit en effet d’abord mettre en mémoire tampon la vidéo provenant de la source, raison pour laquelle environ 40 % des transferts de données sont aléatoires. La mise en mémoire tampon explique également pourquoi, durant la majeure partie du tracé, le nombre d’opérations d’E/S en suspens est supérieur à un : la carte accède au tampon en même temps qu’elle écrit le fichier vidéo.
Nous avons constaté les tendances suivantes en matière d’opérations d’entrée/sortie :
- 34 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file égale à un ;
- 55 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file comprise entre deux et huit ;
- 59 % des transferts de données sont séquentiels ;
- 20 % des opérations s’effectuent sur des blocs de 4 Ko ;
- 49 % des opérations s’effectuent sur des blocs de 128 Ko.
Enregistrement avec Fraps
| Statistiques | Enregistrement avec Fraps |
|---|---|
| Temps écoulé | 27:30 |
| Opération de lecture | 8954 |
| Opérations d’écriture | 223 582 |
| Volume de données lu | 573,76 Mo |
| Volume de données écrit | 23,65 Go |
| Temps d’occupation du lecteur | 80,96 s |
| Débit moyen | 306,20 Mo/s |
Alors que les joueurs console ont besoin d’une carte d’acquisition pour enregistrer leurs parties, les utilisateurs de PC peuvent se contenter de Fraps. Bien entendu, l’enregistrement ajoute une charge de travail très intense au jeu proprement dit, surtout lorsque ce dernier est un titre récent et exigeant, par exemple un FPS : en plus de devoir effectuer les calculs liés à celui-ci, la machine se retrouve à devoir écrire de la vidéo non compressée en arrière-plan.
Rien ne vaut un petit exemple pour se faire une idée de l’intensité de la charge supplémentaire. La mission « Kaffarov » de Battlefield 3 implique normalement la lecture d’environ 500 Mo de données, pour la plupart à une profondeur de file égale à un, avec très peu d’opérations d’écriture. L’enregistrement de cette même partie avec Fraps change complète la donne : d’un coup, les accès disque deviennent principalement des écritures séquentielles effectuées à une profondeur de file supérieure à deux. La quantité de données à stocker est elle aussi stupéfiante : après 27 minutes de jeu, nous nous retrouvons avec près de 24 Go de vidéo brute non compressée.
Nous avons constaté les tendances suivantes en matière d’opérations d’entrée/sortie :
- 25 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file égale à un ;
- 59 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file comprise entre deux et quatre ;
- 10 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file égale à cinq ;
- 97 % des transferts de données sont séquentiels ;
- 84 % des opérations s’effectuent sur des blocs de 128 Ko.
Transcodage de plusieurs vidéos (Intel Quick Sync)
| Statistiques | Transcodage avec Quick Sync |
|---|---|
| Temps écoulé | 03:54 |
| Opérations de lecture | 144 885 |
| Opérations d’écriture | 9233 |
| Volume de données lu | 16,00 Go |
| Volume de données écrit | 756,30 Mo |
| Temps d’occupation du lecteur | 41,72 s |
| Débit moyen | 410,91 Mo/s |
D’après Cisco, le trafic vidéo mondial sur Internet a dépassé celui du peer-to-peer (P2P) en 2010. Il devrait représenter plus de 50 % du trafic Internet non professionnel d’ici 2012 (c’est-à-dire maintenant), hors échanges de vidéos via les réseaux de peer-to-peer.
Au vu de cette omniprésence, on comprend mieux la décision d’Intel de consacrer une partie du die de ses processeurs Sandy Bridge à l’accélération de l’encodage et du décodage vidéo. Dénommée Quick Sync, cette fonction d’accélération permet aujourd’hui de transcoder un Blu-ray entier (non protégé) en moins de 20 minutes. Nous avons déjà consacré plusieurs articles à la solution proposée par Intel, que nous avons trouvée étonnamment efficace. Pour plus d’informations, n’hésitez pas à consulter notre test des Sandy Bridge ainsi que le dossier Video Transcoding Examined: AMD, Intel, And Nvidia In-Depth sur Tom’s Hardware US.
Fraps tronque chaque vidéo en fichiers de 4 Go, ce qui nous donne quatre fichiers pour la partie de Battlefield 3 dont nous avons parlé précédemment. CyberLink MediaEspresso, quant à lui, n’est capable d’effectuer que quatre conversions à la fois, mais cela reste du transcodage simultané. Globalement, les accès restent séquentiels et réalisés sur des blocs de 128 Ko. La profondeur de file, par contre, tend à varier : lorsque les applications doivent accéder à plusieurs fichiers en même temps, le nombre d’opérations simultanées est souvent compris entre deux et cinq.
Nous avons constaté les tendances suivantes en matière d’opérations d’entrée/sortie :
- 16 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file égale à un ;
- 47 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file comprise entre deux et quatre ;
- 30 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file comprise entre cinq et huit ;
- 82 % des transferts de données sont séquentiels ;
- 88 % des opérations s’effectuent sur des blocs de 128 Ko.
Transcodage de plusieurs vidéos (CPU)
| Statistiques | Transcodage sans accélération matérielle |
|---|---|
| Temps écoulé | 05:27 |
| Opérations de lecture | 144 375 |
| Opérations d’écriture | 5631 |
| Volume de données lu | 15,98 Go |
| Volume de données écrit | 410,58 Mo |
| Temps d’occupation du lecteur | 39,72 s |
| Débit moyen | 422,40 Mo/s |
Ce test est une répétition de celui de la page précédente, à la différence que nous avons désactivé l’accélération matérielle et avons donc procédé à un transcodage strictement logiciel (reposant donc uniquement sur la capacité de traitement du processeur). Assez curieusement, nous avons obtenu un fichier de plus petite taille : alors que les quatre fichiers compressés via Quick Sync pèsent 713 Mo au total, ils ne font plus que 373 Mo après compression logicielle.
Cela fait près d’un an que nous vantons les mérites de Quick Sync ; après tout, cette fonction nous semble porteuse d’avenir. Mais nous ne pouvons ignorer le fait que la grande majorité des utilisateurs ne possèdent pas d’ordinateur à base de processeur Sandy Bridge et que même ceux qui en possède un n’ont pas nécessairement envie de faire appel à MediaEspresso ou à un autre logiciel compatible avec cette technologie. Il existe en effet dans le domaine du transcodage des références, telles que HandBrake, qui ne la prennent pas en charge.
Notre analyse révèle cependant que l’activation ou la désactivation de l’accélération matérielle du transcodage ne change pas les caractéristiques fondamentales de la charge de travail : lorsqu’on manipule simultanément plusieurs fichiers, la profondeur de file s’accroît.
Nous avons constaté les tendances suivantes en matière d’opérations d’entrée/sortie :
- 16 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file égale à un ;
- 47 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file comprise entre deux et quatre ;
- 33 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file comprise entre cinq et huit ;
- 84 % des transferts de données sont séquentiels ;
- 89 % des opérations s’effectuent sur des blocs de 128 Ko.
Lecture vidéo
| Statistiques | Lecture vidéo |
|---|---|
| Temps écoulé | 43:58 |
| Opérations de lecture | 198 597 |
| Opérations d’écriture | 6521 |
| Volume de données lu | 12,12 Go |
| Volume de données écrit | 60,76 Mo |
| Temps d’occupation du lecteur | 47,06 s |
| Débit moyen | 264,91 Mo/s |
On ne considère généralement pas la lecture vidéo comme une tâche de « création de contenu », mais il n’en reste pas moins qu’il s’agit d’une activité fondamentale : pour éditer un fichier vidéo, il faut en effet savoir ce que l’on édite. Pour ce test, nous avons donc lu un segment rippé d’un Blu-ray non protégé (environ 30 Go).
La charge de travail se compose ici presque exclusivement d’opérations de lecture séquentielle à une profondeur de file égale à un. Pourtant, 96 % des opérations s’effectuent sur des blocs de 64 Ko, ce qui est intéressant car toutes les autres activités multimédia s’effectuent essentiellement sur des blocs de 128 Ko.
Nous avons constaté les tendances suivantes en matière d’opérations d’entrée/sortie :
- 99 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file égale à un ;
- 98 % des transferts de données sont séquentiels ;
- 96 % des opérations s’effectuent sur des blocs de 64 Ko.
Édition vidéo avec Adobe Premiere Pro
| Statistiques | Édition avec Premiere Pro |
|---|---|
| Temps écoulé | 07:43 |
| Opérations de lecture | 32 214 |
| Opérations d’écriture | 1225 |
| Volume de données lu | 3,91 Go |
| Volume de données écrit | 11,74 Mo |
| Temps d’occupation du lecteur | 8,97 s |
| Débit moyen | 448,37 Mo/s |
Pour accoler des fichiers vidéo, y ajouter des effets, en modifier la partie audio, il faut un logiciel d’édition vidéo tel qu’Adobe Premiere Pro. Au vu de la créativité croissante des vidéos publiées sur YouTube, il ne fait aucun doute que de plus en plus de gens mettent les mains dans le cambouis et font appel à ce genre d’applications.
Si l’édition vidéo peut sembler complexe, en termes de stockage, elle est extrêmement simple et même prédictible : la quasi-totalité des opérations consiste en des lectures et écritures séquentielles sur blocs de 128 Ko. Notons que l’édition proprement dite implique plus de lectures ; l’écriture a essentiellement lieu lors de l’exportation du produit fini.
La plupart des opérations s’effectuent à une profondeur de file comprise entre deux et six opérations, ce qui paraît logique, l’édition vidéo impliquant l’interaction simultanée avec plusieurs fichiers. La profondeur de file croît avec le nombre de fichiers composant le projet.
Nous avons constaté les tendances suivantes en matière d’opérations d’entrée/sortie :
- 15 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file égale à un ;
- 37 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file comprise entre deux et quatre ;
- 48 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file comprise entre cinq et huit ;
- 92 % des transferts de données sont séquentiels ;
- 96 % des opérations s’effectuent sur des blocs de 128 Ko.
Exportation avec Adobe Premiere Pro
| Statistiques | Exportation avec Premiere Pro |
|---|---|
| Temps écoulé | 16:28 |
| Opérations de lecture | 140 861 |
| Opérations d’écriture | 31 081 |
| Volume de données lu | 17,04 Mo |
| Volume de données écrit | 3,08 Go |
| Temps d’occupation du lecteur | 49,45 s |
| Débit moyen | 416,53 Mo/s |
Comme on pouvait s’y attendre, l’exportation vidéo se compose principalement d’opérations d’écriture séquentielle sur blocs de 128 Ko. Nous avons toutefois eu quelques surprises : en effet, bien que l’on combine plusieurs fichiers, la plupart des opérations s’effectuent à une profondeur de file supérieure à un, car la charge de travail ne consiste simplement pas à écrire un fichier unique, mais également à combiner des pistes audio et vidéo tout en y ajoutant des effets.
Pour ce test, nous avons procédé à l’exportation d’un fichier .M2V conforme à la norme Blu-ray et de fichiers .WAV. Étant donné que nous appliquons une compression, nous réduisons la taille totale des fichiers, qui passe de 16 Go à 2,41 Go. Nous notons avec intérêt que d’après notre analyse, le volume total de données écrites s’élève à plus de 3 Go.
Nous avons constaté les tendances suivantes en matière d’opérations d’entrée/sortie :
- 14 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file égale à un ;
- 36 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file comprise entre deux et quatre ;
- 46 % des opérations s’effectuent à une profondeur de file comprise entre cinq et huit ;
- 91 % des transferts de données sont séquentiels ;
- 95 % des opérations s’effectuent sur des blocs de 128 Ko.
Conclusion
Après avoir étudié le comportement des jeux, nous bouclons aujourd’hui la boucle avec les applications multimédia. Dans les jeux, nous avions constaté que le comportement des applications variait énormément d’un titre à l’autre : alors que Battlefield 3 effectuait principalement des opérations de lecture séquentielle, World of Warcraft impliquait un grand nombre d’écritures aléatoires. Les logiciels de bureautique, quant à eux, se caractérisent surtout par des opérations de lecture aléatoire effectuées à une profondeur de file très faible (très peu d’opérations simultanées, donc).
La création de contenu, à l’inverse, implique essentiellement des débits séquentiels effectués à une profondeur de file plus élevée. Dans de telles circonstances, l’utilisation d’un disque dur implique-t-elle une baisse de performances ? Cela dépend. Pour du stockage pur, rien ne peut dépasser le rapport capacité/prix des disques durs conventionnels. Les SSD brillent surtout quand il s’agit de stocker les données temporairement, par exemple lors d’une opération d’acquisition vidéo ou comme tampon pour de la retouche.
Nous avons compilé les données présentées dans ce dossier afin de créer un graphique résumant nos conclusions. Le transcodage d’un fichier vidéo unique est une opération suffisamment légère pour qu’un disque dur s’en charge sans problème, mais quand on lance plusieurs conversions simultanées ou qu’on exécute une applications activant plusieurs vidéos en même temps, la capacité des SSD à presque saturer une connexion SATA 6 Gbit/s et à traiter rapidement des files de profondeur élevée leur confère un avantage indéniable.
Contrairement aux disques durs, les SSD permettent d’exécuter en parallèle plusieurs tâches exigeantes sans constituer un goulot d’étranglement. Comme vous avez pu le constater dans notre article consacré aux jeux, le simple lancement d’une analyse antivirus en tâche de fond pendant une partie de jeu de tir à la première personne engendre une baisse mesurable du framerate. Ce n’est pas le cas avec un SSD : il est possible de taper un texte dans Word, de transcoder un Blu-ray complet et de graver un DVD, le tout en même temps et sans avoir à craindre qu’un petit accroc engendre un dépassement de mémoire tampon et, par conséquent, la gravure d’un disque inutilisable.
Le principal avantage réside donc dans la possibilité d’effectuer simultanément plusieurs opérations intenses en matière de stockage. Bien entendu, les SSD restent chers, raison pour laquelle nous continuons à recommander une configuration hybride : un SSD pour le démarrage, le système d’exploitation, les logiciels les plus gourmands et un peu d’espace libre pour les applications ayant besoin d’espace tampon comme Adobe Premiere Pro ; et un disque dur pour stocker les documents, les vidéos, la musique et les photos.
